用于减少三维印刷中的图像质量伪影的方法技术

通过借助于喷墨印刷系统将一系列的中间层印刷在彼此上方来产生诸如苯胺印刷底版或套管的凸版印刷底版。顶层对应于将由印刷底版印刷的半色调图像，并且下部中间层是支撑层。堆叠在彼此上方的中间层的像素利用不同的喷嘴来印刷以减少图像质量伪影。方法和系统两者都进行了描述。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及印刷三维对象的方法，例如使用喷墨印刷。该方法特别适于三维对象是诸如苯胺印刷底版或套管的凸版印刷底版的情况。该方法由首先计算一组图像层以及通过将这些层印刷在彼此的上方来构建印刷底版构成。本专利技术具体地涉及减少诸如聚集成带(banding)和图像拖尾(streaking)的图像质量伪影的方法，这些图像质量伪影(artifact)与打印头的各个喷嘴相关，并且能够在中间层在彼此上方被印刷时出现。这种方法的现有技术示例通常被称作搭叠(shingling)和交错(interlacing)方法。本专利技术还涉及用于产生三维对象的相应的印刷装置。
技术介绍
三维印刷是用于通过连续地在彼此的上方沉积或形成薄的材料层以构建期望的三维结构而产生三维对象的方法。其有时也称作“快速原型设计与制造”(RP&M)。已经设计了多种方法来产生薄层。一种技术使用可聚合液体材料渡液(bath)。该液体的薄的上层以某种方式被交联 (cross-link)或硬化，例如经由呈与穿过要形成的对象的截面相同的图案的激光来实现。 激光点根据相关截面的数字表现形式被移动穿过表面。在完成一个层之后，液位升高小距离，并且过程被重复。每个聚合层应当足够地形状稳定，以支撑下一个层。在另一种技术中，粉末被撒到基底上，并且粉末根据要形成的对象的截面通过某种方式被聚结，例如通过选择性地加热或硬化粉末。在又一种方法中，可交联或可硬化的材料以液滴的形式被沉积，该些液滴以根据要形成的对象的相关截面的图案被沉积。又一种方法涉及分配在高温下的熔化材料的液滴，该些液滴然后在与较冷的工件的接触中凝固。更多关于快速原型设计、三维印刷、添加剂制造、加工以及快速制造的信息还能够在Wohlers报告2008中找到，该报告由美国科罗拉大80525的Fort Collins的OakRidge Business Park 1511 River Oak Drive 的 Wohlers Associates 公司编辑禾口出版。印刷版(也称作印刷底版或打印表格纸(print form))传统地利用激光或光源成像地曝光与随后的化学或物理显影步骤的组合来被制造。这种印版使用在大量的印刷方法中，如苯胺印刷、活版印刷、平版印刷或凹版印刷。苯胺印刷(flexographic printing)或苯胺印刷术(flexography)是柱形的柔性印刷底版将快干油墨从网纹传墨辊(anilox roll)转移到可印刷基底的印刷工艺。印刷底版可以是安装在滚筒上的柔性板，或者其可以是柱形套管。苯胺印刷版具有限定要以凸版形式印刷的图像的特征，这意味着墨印刷区相对于非墨印刷区被升高。苯胺印刷的优点在于，几何任何能够穿过卷筒纸印刷机的材料都能够以这种方式被印刷出来，包括诸如瓦楞纤维板、塑料膜或者甚至金属板的硬表面材料。Verhoest等人的公开号为EP 1 428 666的欧洲专利申请教导了使用喷墨装置的制造苯胺印刷版。该印版通过由喷墨印刷机在基底上连续施加至少两个图像形式的的可聚合墨层而形成。在第一层和第二层的施加之间，第一层通过利用UV源开始墨的聚合而被固定。由于制造公差，由喷墨打印头的喷嘴喷出的小墨滴的体积、速度和方向可能在各个喷嘴之间稍微变化。在二维印刷中公知的是，在没有任何补偿措施的情况下，这可能导致与各个喷嘴相关的图像质量伪影，如聚集成带和图像拖尾。在二维印刷中，这种聚集成带和图像拖尾缺陷能够通过交错和搭叠技术得到有效地抑制。一种这种技术例如公开在转让给Agfa-Graphics NV的美国专利6，679，583中。根据该专利的教导，在图像的单行或单列上的像素通过不同的喷嘴被印刷。结果，各个喷嘴差异的效果在空间上被扩散，使其变得不太引人注目。这有效地抑制了聚集成带和图像拖尾的可见性。现有技术中公开的搭叠和交错技术还能够用来抑制三维印刷中的聚集成带和图像拖尾。在该情况下，下一个中间层印刷在前一个中间层上方，由此，利用搭叠和交错来印刷每个层。为了最佳的印刷性能，要求苯胺印刷版或套管具有平坦且光滑的顶层。另外，要求诸如印刷底版的强度、回弹和弹性的机械质量是各向同性的。已经发现，现有技术的搭叠和交错技术并不始终带来期望的平坦度和光滑度，从而导致利用这种苯胺印刷版印刷的图像的杂色的外观。由此，需要一种解决方案，以提高利用三维印刷产生的苯胺印刷版的顶层的光滑度和平坦度。通常，需要提高通过层叠地印刷中间层产生的三维对象的光滑度。用于产生苯胺印刷底版的现有技术方法的另一个问题在于，机械属性不是充分各向同性的。例如，构成印刷底版的后续的中间层之间的粘附可能不理想。因此，需要一种提高利用喷墨系统产生的苯胺印刷底版的机械特性的各向同性的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，代表诸如印刷版或印刷套管的凸版印刷底版的三维图像在X、y和ζ 维度中表示，其中χ维度对应于印刷设备的快速扫描取向(orientation)，y维度对应于慢速扫描取向，而ζ维度对应于印刷底版的凸版特征的取向。三维图像被再分成与χ、y维度平行的顶层和支撑中间层。如此印刷这些层使得利用不同喷嘴印刷在ζ维度上的至少两个相邻像素。这实现了与特定喷嘴相关的图像质量伪影在ζ维度上被空间地扩散的效果。这种空间扩散提高了凸版印刷底版的顶层的光滑度和平坦度。在优选实施例中，与特定喷嘴相关的图像质量伪影还通过避免沿着χ和y维度的相邻像素由同一喷嘴印刷而在x、y维度上被去相关。这还抑制了 χ和y维度中的相关图像质量伪影。根据优选实施例，印刷底版的多个中间图像层通过同一打印头的不同组的喷嘴被同时印刷。例如，下部中间层的小墨滴由处于印刷底版的第一位置的第一组喷嘴印刷，并且部分地被固化。同时，上部中间层的小墨滴由处于第二位置的同一打印头的第二组喷嘴印刷在所述下部中间层的已经印刷且部分固化的像素的上方。对部分固化的下层的小墨滴矩阵上方的上层的小墨滴的印刷大大地提高了层之间的结合和产生的三维印刷结构的机械特性的各向同性。在一个优选实施例中，所述方法通过一种喷墨印刷机而实现，在该喷墨印刷机中， 打印头相对于印刷基底的快速扫描运动通过旋转鼓实现，并且借此慢速扫描运动通过以平行于该鼓的轴的连续运动移动打印头而实现。这样，打印头的喷嘴描绘了相对于印刷基底的连续螺旋路径。这种连续路径使得能够以一个连续过程印刷无缝的套管。上述有益效果通过具有权利要求1中阐述的具体特征的方法来实现。本专利技术的优选实施例的具体特征阐述在从属权利要求中。本专利技术的另外的优点和实施例将从下面的描述和附图中显而易见。附图说明图1示出了半色调(halftoned)图像对象、文字对象和图形对象。图2示出了通过使用本专利技术的优选实施例产生的凸版印刷底版的截面。图3示出了通过使用根据本专利技术的用于印刷图像对象310、图形对象320和文字对象330的优选方法产生的凸版印刷底版的透视图。图4示出了用来产生密度值对应于凸版印刷底版的ζ维度中的高度的图像的拓扑 (topographical operator) T 的贞用。图5示出了根据本专利技术的用于产生凸版印刷底版的装置的第一实施例。图6示出了根据本专利技术的用于产生凸版印刷底版的装置的第二实施例。图7示出了第二实施例的变型，其中印刷版被印刷套管替代。图8示出了如何通过重复一系列的像素带(swa本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种通过具有标记元件的打印头在可印刷表面上印刷三维图像的方法，所述三维图像具有在快速扫描维度ｘ、慢速扫描维度ｙ以及与所述ｘ维度和所述ｙ维度正交的ｚ维度上的像素，所述方法包括以下步骤：－将所述三维图像再划分为平行于所述ｘ维度和所述ｙ维度的多个二维中间层；－通过这样的方式在所述ｚ维度上将所述中间层印刷在彼此上方：在快速扫描维度上相对于所述可印刷表面移动所述打印头用于利用第一组标记元件在第一区域上沿所述快速扫描维度印刷第一组像素以及在慢速扫描维度上相对于所述可印刷表面移动所述打印头用于后续地利用第二组标记元件在与所述第一区域部分重合的第二区域上在所述快速扫描维度上印刷第二组像素；－所述第一区域和所述第二区域之间的非重合部分限定所述慢速扫描维度上的距离ＳｌｏｗＳｃａｎＰｉｔｃｈ；－由此，用于在慢速扫描维度上移动所述打印头的范围决定印刷周期；所述方法的特征在于：－落在所述第一区域和所述第二区域之间的重合部分中的标记元件是属于第一中间层上方的第二中间层的标记像素，而非重合区域中的标记元件是属于所述第一中间层的标记像素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·古伦托普斯，
申请(专利权)人：爱克发印艺公司，
类型：发明
国别省市：BE